基于OP-FTIR技术的化工园区异味溯源监测应用研究

利用OP-FTIR技术,在某化工园区内结合不同风向,选择不同路径,对异味污染较重的区域开展实验研究,并采用主要因子分析法分析监测结果,提取了异味污染特征因子,获得了各污染源的特征污染物,最终结合污染物排放特征情况确定了该区域异味污染的主要来源。结果表明:氨是污染源A的主要特征排放物,苯是污染源B的主要特征排放物,污染源A是造成该区域异味污染的主要原因。

OP-FTIR遥测北京地区大气中CH_4浓度

用开放式傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)遥测了2005年北京地区秋季和冬季空气中CH_4的浓度变化,两周实验数据的分析得出了CH_4浓度的日变化趋势,并分析了CH_4浓度的周末效应。CH_4浓度变化主要受湍流和光化学反应的影响.CH_4浓度变化和气象参数,如风速、风向、温度、相对湿度的相关性分析表明风向和风速能影响CH_4浓度。讨论了秋季和冬季CH_4源的不同,分析表明源和风向是影响北京大气CH_4含量的重要因素.

基于OP-FTIR技术的炼油装置VOCs排放量监测

随着挥发性有机物排污收费政策的逐步实施,快速准确地监测企业VOCs排放量已成为环保部门和企业共同面对的难题。介绍了开路式傅里叶变换红外光谱技术原理及优势,研究了质量通量模式VOCs排放量计算方法,并以300 m×300 m某装置区域为例,完成了现场红外光谱测量、气象数据采集、数据有效性分析和VOCs排放量计算。研究结果表明,开路红外光谱技术极大提高了VOCs排放数据采集效率和准确性,进一步计算得出该装置区域VOCs年排放量平均值为98.7 t,为企业开展VOCs排放量核算提供了参考。

OP-FTIR稳定性对VOCs浓度监测的影响

针对采取开放光路傅里叶变换红外光谱技术对VOCs浓度监测时,开放光路系统稳定性对监测结果的影响问题,开展了实验研究。分别在60,120,180 m距离对角锥面阵列进行左右、前后、旋转不同幅度摆动操作,采集光谱信号数据。结果表明:开放光路不超过200 m时,角锥阵列悬空摆动幅度不超过3 cm,或者角锥阵列左右摆动幅度不超过20 cm、前后摆动幅度不超过15cm并且旋转摆动幅度不超过5 cm,才能采集足够的有效数据开展VOCs浓度分析,角锥阵列旋转摆动对数据采集影响最大,左右摆动对数据采集影响最小。为开放光路傅里叶变换光谱技术用于VOCs浓度监测和数据有效性分析提供了参考。

OP-FTIR技术在评估炼化装置VOCs排放量中的应用研究

利用开路式傅里叶变换红外光谱技术对某300 m×422 m炼化装置区域开展了VOCs排放监测工作,在同等气象条件下完成了上下风向多组分测量;对监测结果应用主因子分析法进行了分析,在基于大气扩散模型的基础上选择特征污染物表征VOCs的方法对该区域VOCs年排放量进行了评估。结果表明,开路式傅里叶变换红外光谱技术能够实现多组分分析,实现区域性监测;该区域上风向背景点与下风向受体点VOCs存在化学组分特征差异,计算得到该区域VOCs年排放量为158 t。

溴化环氧树脂印刷线路板热解产物的分析

在固定床反应器中惰性气氛条件下应用程序加热方法对典型的溴化环氧树脂基板进行热解试验 ,用气相色谱 /质谱和傅里叶变换红外光谱等方法分析所收集的高沸点液体和气体产物的性质 .结果表明 ,环氧树脂中非溴化树脂结构在热分解过程中发生O -CH2 ,C -C ,C -N键断裂 ,生成苯酚 ,且芳香 /脂肪醚 .环氧树脂溴化部分的热分解中产生 1或 2溴苯酚 ,且脂肪链上包含 1或 2个溴原子的芳香 /脂肪醚 ,证明了C -Br ,C -C ,N -CH2 ,O -CH2

开放光程傅里叶变换红外光谱系统观测城市空气中的NH_3

介绍了一套自行研制的开放光程傅里叶变换红外光谱系统,该系统具有250 m的有效光程。利用HITRAN数据库中的辐射线强等参数建立了用于浓度反演的标准吸收截面。使用该系统对北京地区大气的NH3进行了连续观测,并对测量结果进行了分析。研究结果表明,北京地区大气具有较高的NH3浓度,且具有比较明显的日变化周期特征,体现出白天高、夜间低的变化特征。

FTIR遥测北京城区大气中的CO和CO_2浓度

傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术已经成为研究微量大气组分的有效方法。使用自行组建的开放光程傅里叶变换红外光谱系统于2005年夏季和2006年冬季对北京城区的CO和CO_2浓度进行了连续观测,并对测量结果进行了分析。研究结果表明,这两种气体在冬季的浓度值均明显高于夏季浓度值,并且具有类似的变化趋势,基本趋势表现为白天低、夜间高。两次测量的结果表明,这两种气体具有较好的相关性,相关系数分别为0．896和0．856。

废弃电路板环氧树脂真空热解及产物分析

在真空条件下,应用程序升温的管式炉反应器对废弃电路板中环氧树脂热解规律进行研究,考察不同的热解终温、升温速率、真空度(压力)及保温时间等各种因素对产物产率的影响。此外,利用傅里叶红外(FT-IR)和气质联用(GC/MS)技术对热解油产物进行表征分析。实验结果表明:温度对产物产率的影响最大,升温速率、真空度及保温时间对热解产物产率也有重要影响。选择适当的热解温度(400～550℃)、升温速率(15～20℃/min)、真空度(压力15kPa)及保温时间(30min)有利于提高热解液体产品的产率;热解油的主要成分是酚类物质,其总含量为84.08%,其中,含溴化合物含量为15.34%。

北京奥运期间石化工业区多组分污染气体的开放光程FTIR监测

利用自行研制的开放光程傅里叶变换红外光谱测量系统于2008奥运期间对北京燕山地区大气中的HCHO,CH_4,CH_3OH,C_2H_6,C_2H_4,C_2H_2和CH_3COCH_3气体进行了连续监测,介绍了系统的组成及光谱数据处理方法,并对浓度测量结果进行了分析。研究结果显示,7月20日限行措施实施后,除C_2H_4外,其他气体日平均浓度均有明显下降,平均幅度约29%,奥运期间平均降幅达34%,受局部气象条件引起的本底浓度暂时性波动影响,监测指标物中,C_2H_4平均浓度分别增加6.09%和19.66%,但其日变化幅度明显下降,表明北京市奥运期间的控制减排措施有效。

被动FTIR遥感技术的微弱信号调理电路设计

微弱信号调理电路设计的好坏直接影响到被动傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)的探测精度。基于HgCdTe光电导型红外探测器接受干涉光后输出的微弱电信号来设计前置检测电路和放大电路,该电路具有高增益、高信噪比、相位补偿功能,有效降低了噪声和温漂以及大的动态输入范围等特性。红外探测器将干涉红外光转换为10-8mA数量级的微弱电信号,在此输入条件下对信号调理电路进行实测,试验结果表明,该电路测量精度高,具有较好的稳定性,且结构简单易实现,可以在光谱仪应用中验证其正确性和可行性。

石化企业VOCs无组织排放源强的反演模拟

针对石化行业面源无组织排放VOCs难以准确定量的问题,建立了基于开路式傅里叶变换红外光谱技术(OP-FTIR)的面源污染源源强反演模型,并进行了现场模拟试验。试验结果表明,风向、风速、大气稳定度、监测距离、数据处理周期等都是影响反演模型准确性的重要灵敏度参数。以反演源强QP与实际排放量Q的比值(QP/Q)为量化指标,对各影响因素进行优化处理,确定了构建反演模型适用的边界条件。当各灵敏度参数稳定于适用边界条件之内时,QP/Q为0.85~0.90。

腺嘌呤对M^(2+)-DC^-凝胶体系有序结构的影响

体外模拟胆结石实验中,研究了腺嘌呤对金属离子-脱氧胆酸凝胶模拟体系的有序结构生成时间、生长速度和有序形貌及微观结构的影响。用扫描仪、体视显微镜和电子扫描显微镜观测有序结构的形貌;红外光谱分析表征有序沉淀物的微观结构。实验结果表明:腺嘌呤改变体系有序结构的时空图案及沉淀组成,有显著影响;红外谱图分析显示腺嘌呤参与体系中金属离子的配位。通过考察人体中重要的生命物质对结石影响的研究,学生兴趣浓,实验内容阶段性、可操作性强,与本科生的专业基础联系密切,应用于本科生的研究型开放实验教学系统,有利于培养学生的创新能力。

傅里叶变换红外光谱仪微弱干涉信号检测电路设计

傅里叶变换红外光谱技术由于具有光通量大、光谱范围宽、分辨率高等诸多优势,在大气环境监测领域得到广泛应用.以傅里叶变换红外光谱仪微弱红外干涉光信号特征和碲镉汞光电导型红外探测器为基础,分析了基于迈克逊干涉方法的傅里叶变换光谱仪干涉光信号特征,设计了一种以窄带滤波法为核心的微弱信号检测电路,建立了等效噪声模型分析电路的噪声性能。采用Tina软件对电路进行了模拟仿真,结果表明该电路在通频带内具有恒定的增益以及群时延,可实现微弱干涉信号无失真放大。将设计的电路应用于傅里叶变换光谱仪中,在室温条件下获得了大气400~7000 cm^-1中红外波段光谱,几乎覆盖了常见的大气污染物在中红外波段的吸收峰,可以较好地实现对不同污染气体的分辨与测量。

双馈风机变换器开路故障不完全检修策略研究

为了解决故障检修过程中容易出现开路故障再次发生的问题,提出一种基于改进最大熵算法的双馈风机变换器开路故障不完全检修策略。利用红外热成像仪采集双馈风机变换器状态红外热图像,并经过滤波和增强处理提高图像细节的识别度。创新性地通过改进最大熵算法确定最佳分割阈值,对图像的目标和背景进行分割,选取目标部分进行故障检修。采用卷积神经网络提取图像特征并降维。利用分类器估算每个故障类别的可能性,实现双馈风机变换器开路故障不完全检修。研究结果表明:所提策略可以准确地对双馈风机变换器开路故障进行检修,得到的检修准确率、精确度、召回率和F1值分别为0.8、1.0、1.0和0.86。与现有策略相比,所提策略具有较高的检修准确性和可靠性,可以解决故障检修过程中开路故障再次发生的问题。

废印刷线路板粉碎处理中热解污染的试验研究

为减少废印刷线路板粉碎时的热解污染。改善其环境友好性，进行了试验研究。在冲击试验中，引入红外热成像技术模拟、估算局部温度；联合使用热重及裂解-Fourier变换红外谱，分析了FR-4线路板的热解特性和产物组分。试验发现：冲击粉碎中局部高温可达300～350℃，而在270～350℃范围内FR-4线路板存在剧烈的热解失重。热解产物可能包括澳代烃、甲苯、澳苯、澳甲苯及少量的酚、甲酚、澳酚等。局部高温是造成粉碎中热解污染物释放和积累的根本原因，因此，有必要改进粉碎工艺使局部温升限制在裂解温度以下。

开路傅里叶变换红外光谱层析重建算法仿真

采用代数迭代(ART)算法和最大似然期望最大化(MLEM)算法,利用开路傅里叶变换红外(OP-FTIR)光谱仪的测量结果,通过仿真模拟了高斯空间分布模型下的气体二维浓度场重建,并利用重建评价指标--逼近度和相关系数,分析了这两种重建算法的重建精度和抗噪性能。结果表明:在单峰气体浓度场中,ART与MLEM算法重建结果的逼近度分别为0.177和0.044;在双峰气体浓度场中,ART与MLEM算法重建结果的逼近度分别为0.263和0.069;MLEM算法更适用于重建复杂的气体浓度场。在不同噪声水平下,ART的抗噪性能优于MLEM算法,MLEM算法对噪声更敏感。

两亲性嵌段共聚物PCL-b-PNVP的合成及其自组装行为的研究

以4-羟基-2,2,4,4-四甲基哌啶氮氧自由基为引发剂,通过ε-己内酯(ε-CL)的开环聚合反应,合成氮氧稳定自由基为末端基的聚己内酯(PCL-T);在其"介调"下,进行乙烯基吡咯烷酮(NVP)的氮氧稳定自由基聚合(NMP),得到结构规整聚己内酯和聚乙烯吡咯烷酮两亲性的嵌段共聚物(PCL-b-PNVP).通过核磁共振氢谱(1H NMR)、红外光谱(FTIR)、电子自旋共振(ESR)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物的结构进行了表征.利用荧光光谱、动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)等手段分析共聚物自组装行为.结果表明,在聚己内酯大分子氮氧自由基"介调"下,合成了结构规整的PCL-b-PNVP共聚物,该共聚物在水中可自组装成粒径100 nm左右的核壳结构球形胶束;且共聚物表现出良好的生物相容性,可作为疏水性药物的载体材料.